Simulación de un generador eólico conectado a una red aislada usando Simulink

Abstract

In recent years there has been a significant increase in power generation from renewable energy sources. In particular, wind generation has submitted a boom thanks to the development of research and development projects worldwide. These related to energy from wind projects can be grouped basically park projects from generation to interface with the electrical power grid and projects to provide power to set apart where communities do not have the connection to the power grid. This thesis presents a wind generation system isolated from the power grid is implemented using Simulink. The isolated system supplies power to a main load through a 50KW based on an induction generator with a capacity of 275 KVA generator. In order to maintain the frequency of the isolated system within an appropriate range, based on the load connection control it is implemented. This control is designed to perform two basic tasks, i) .- determining the existing excess power generated in the system and ii) .- determining the amount of load required for controlling the frequency. This frequency controller can basically use two types of charge, which are: a pumping system based on three-phase induction motors and resistances banks. Because the use of three-phase resistance to control how often has the disadvantage of dissipating power in the environment, the control system gives priority to the connection of the pumping system to store excess energy as potential energy for later use. The control system performs dynamic adjustment of the frequency of the system by a PID control.

Durante los últimos años se ha observado un importante incremento en la generación de energía proveniente de fuentes renovables de energía. En particular, la generación eólica ha presentado un gran auge gracias al desarrollo de proyectos de investigación y desarrollo en todo el mundo. Estos proyectos relacionados con energía proveniente del viento se pueden englobar básicamente en proyectos de parques de generación para la interconexión con la red eléctrica de potencia y proyectos para proveer de energía a comunidades apartadas en donde no se cuenta con la conexión a la red de potencia. En esta tesis se implementa un sistema de generación eólica aislado de la red de potencia usando Simulink. El sistema aislado suministra potencia a una carga principal de 50KW a través de un generador basado en un generador de inducción con una capacidad de 275 KVA. Con el objetivo de mantener la frecuencia del sistema aislado dentro de un rango adecuado, se implementa un control basado en la conexión de carga. Este control está diseñado para realizar dos tareas básicas, i).- determinación del exceso de potencia generada existente en el sistema y ii).- determinación de la cantidad de carga requerida para controlar la frecuencia. Este controlador de frecuencia puede utilizar básicamente dos tipos de carga, las cuales son: un sistema de bombeo basado en motores de inducción y bancos trifásicos de resistencias. Debido a que la utilización de resistencias trifásicas para controlar la frecuencia tiene la desventaja de disipar la potencia en el ambiente, el sistema de control le da prioridad a la conexión del sistema de bombeo para almacenar la energía excedente como energía potencial para ser utilizada posteriormente. El sistema de control lleva a cabo el ajuste dinámico de la frecuencia del sistema mediante un control PID.